The circulatory system and the heart
(Heart and Circulatory System)
Con ogni battito, il cuore manda il sangue in tutto il nostro corpo, portando ossigeno e nutrienti a tutte le nostre cellule. Ogni giorno, 2.000 galloni (7.571 litri) di sangue viaggiano attraverso circa 60.000 miglia (96.560 chilometri) di vasi sanguigni che si ramificano e si incrociano, collegando le cellule dei nostri organi e parti del corpo. La risorsa vitale del nostro corpo è il cuore e il sistema circolatorio (chiamato anche sistema cardiovascolare), che comprende tutto, dal laborioso cuore alle nostre arterie più spesse e persino i capillari così sottili che possono essere visti solo con un microscopio.
Cosa sono il sistema circolatorio e il cuore?
Il sistema circolatorio è costituito dal cuore e dai vasi sanguigni, tra cui arterie, vene e capillari. Il nostro corpo ha in realtà due sistemi circolatori: la circolazione polmonare è un cortocircuito dal cuore ai polmoni e di nuovo al cuore, e la circolazione sistemica (il sistema a cui di solito pensiamo come il nostro sistema circolatorio) invia il sangue dal cuore a tutte le parti del nostro corpo e poi torna al cuore.
Il cuore è l’organo chiave del sistema circolatorio. La funzione principale di questa pompa muscolare cava è quella di pompare il sangue in tutto il corpo. Di solito batte tra le 60 e le 100 volte al minuto, ma se necessario, può battere molto più velocemente. Batte circa 100.000 volte al giorno, più di 30 milioni di volte all’anno e circa 2,5 miliardi di volte nel corso di una vita di 70 anni.
Il cuore riceve messaggi dal corpo che gli dicono quando pompare più o meno sangue, a seconda delle esigenze della persona. Quando dormiamo, pompa quanto basta per fornire la quantità di ossigeno necessaria al corpo a riposo. Quando facciamo esercizio, o siamo spaventati, il nostro cuore pompa più velocemente per aumentare l’apporto di ossigeno.
Il cuore ha quattro camere circondate da spesse pareti di muscoli. Si trova tra i polmoni e sopra il lato sinistro della cavità toracica. La parte inferiore del cuore è divisa in due camere chiamate ventricoli destro e sinistro, che pompano il sangue fuori dal cuore. I ventricoli sono divisi da una parete chiamata setto interventricolare.
La parte superiore del cuore consiste di altre due camere chiamate atrio destro e sinistro. Gli atri destro e sinistro ricevono il sangue che entra nel cuore. Una parete chiamata setto atriale divide l’atrio destro dall’atrio sinistro, che sono separati dai ventricoli dalle valvole atrioventricolari. La valvola tricuspide separa l’atrio destro dal ventricolo destro, e la valvola mitrale separa l’atrio sinistro dal ventricolo sinistro.
Altre due valvole cardiache separano i ventricoli e i grandi vasi sanguigni che portano il sangue fuori dal cuore. Queste valvole sono chiamate la valvola polmonare, che separa il ventricolo destro dall’arteria polmonare che porta ai polmoni, e la valvola aortica, che separa il ventricolo sinistro dall’aorta, il più grande vaso sanguigno del corpo.
I vasi sanguigni che portano il sangue fuori dal cuore sono chiamati arterie. Sono i vasi sanguigni più spessi, con pareti muscolari che si contraggono per portare il sangue lontano dal cuore e attraverso il corpo. Nella circolazione sistemica, il sangue ricco di ossigeno viene pompato dal cuore nell’aorta. Questa enorme arteria curva verso l’alto e all’indietro dal ventricolo sinistro, poi si dirige verso la spina dorsale e verso l’addome. Nella parte iniziale dell’aorta, due arterie coronarie si separano e si dividono in una rete di arterie più piccole che forniscono ossigeno e nutrienti ai muscoli del cuore.
A differenza dell’aorta, l’altra arteria principale del corpo, l’arteria polmonare, trasporta sangue con basso contenuto di ossigeno. Dal ventricolo destro, l’arteria polmonare si divide in rami destro e sinistro, che portano ai polmoni, dove il sangue assume ossigeno.
Le pareti delle arterie
Le pareti delle arterie hanno tre membrane:
- l’endotelio o tunica intima è sul lato interno e fornisce un rivestimento liscio per il sangue che scorre attraverso l’arteria;
- la tunica media è la parte centrale dell’arteria, costituita da uno strato di muscoli e tessuto elastico;
- la tunica avventizia è il rivestimento duro che protegge la parte esterna dell’arteria.
Quando si allontanano dal cuore, le arterie si dividono in arteriole, che sono più piccole e meno elastiche.
I vasi sanguigni che riportano il sangue al cuore sono chiamati vene. Non sono muscolari come le arterie, ma contengono valvole che impediscono al sangue di fluire all’indietro. Le vene hanno le stesse tre membrane delle arterie, ma sono più sottili e meno flessibili. Le due vene più lunghe sono la vena cava superiore e inferiore. I termini superiore e inferiore non significano che una vena è migliore dell’altra, ma che si trovano sopra e sotto il cuore.
Una rete di piccoli capillari collega le arterie e le vene. Anche se minuscoli, i capillari sono una delle parti più importanti del sistema circolatorio, perché è attraverso di loro che i nutrienti e l’ossigeno vengono consegnati alle cellule. Inoltre, i prodotti di scarto – come l’anidride carbonica – sono anche eliminati attraverso i capillari.
Cosa fanno il sistema circolatorio e il cuore?
Il sistema circolatorio lavora insieme ad altri sistemi del corpo. Fornisce ossigeno e nutrienti al nostro corpo lavorando insieme al sistema respiratorio. Allo stesso tempo, il sistema circolatorio aiuta a trasportare i rifiuti e l’anidride carbonica fuori dal corpo. Gli ormoni (prodotti dal sistema endocrino) sono anche trasportati attraverso il sangue nel nostro sistema circolatorio. Poiché sono i messaggeri chimici del corpo, gli ormoni trasferiscono informazioni e istruzioni da un gruppo di cellule a un altro. Per esempio, uno degli ormoni prodotti dal cuore aiuta a controllare il rilascio di sale dal corpo da parte dei reni.
Ti sei mai fermato a pensare al processo che subisce il cuore di tuo figlio? Ecco cosa succede. Un battito cardiaco completo costituisce un ciclo cardiaco, che consiste in due fasi. Quando il cuore batte, i ventricoli si contraggono (questa è chiamata sistole), inviando il sangue nella circolazione polmonare e sistemica. Questi sono i suoni che sentiamo quando ascoltiamo un cuore. I ventricoli poi si rilassano (questa è chiamata diastole) e si riempiono di sangue dagli atri.
Un sistema di conduzione elettrica unico nel cuore fa sì che il cuore batta con il suo ritmo regolare. Il nodo senoatriale (SA), una piccola area di tessuto nella parete dell’atrio destro, invia un segnale elettrico per far contrarre il muscolo cardiaco. Questo nodo è chiamato il “pacemaker del cuore” perché stabilisce la frequenza del battito cardiaco e fa sì che il resto del cuore si contragga a ritmo con esso. Questi impulsi elettrici causano prima la contrazione degli atri e poi viaggiano fino al nodo atrioventricolare (AV), che funge da stazione di rilancio. Da lì, il segnale elettrico viaggia attraverso i ventricoli destro e sinistro, facendoli contrarre ed espellendo il sangue nelle arterie principali.
Nella circolazione sistemica, il sangue si muove dal ventricolo sinistro all’aorta e a tutti gli organi e tessuti del corpo e poi ritorna all’atrio destro. Le arterie, i capillari e le vene del sistema circolatorio sistemico sono canali attraverso i quali si svolge questo lungo viaggio. Una volta nelle arterie, il sangue scorre nelle arteriole e poi nei capillari. Mentre nei capillari, il flusso di sangue fornisce ossigeno e nutrienti alle cellule del corpo e raccoglie i materiali di scarto. Il sangue ritorna poi attraverso i capillari alle venule, e poi a vene più grandi, fino a raggiungere la vena cava. Il sangue dalla testa e dalle braccia ritorna al cuore attraverso la vena cava superiore, e il sangue dalle parti inferiori del corpo ritorna attraverso la vena cava inferiore. Entrambe le venae cavae portano questo sangue impoverito di ossigeno all’atrio destro. Da qui, il sangue va a riempire il ventricolo destro, pronto per essere pompato nella circolazione polmonare per più ossigeno.
Nella circolazione polmonare, il sangue a basso contenuto di ossigeno ma ad alto contenuto di anidride carbonica viene pompato dal ventricolo destro nell’arteria polmonare, che si ramifica in due direzioni. Il ramo destro va al polmone destro e viceversa. Nei polmoni, questi rami si suddividono in capillari. Il sangue scorre più lentamente attraverso questi piccoli vasi, lasciando il tempo per lo scambio di gas tra le pareti dei capillari e i milioni di alveoli, i minuscoli sacchi d’aria nei polmoni. Durante questo processo, chiamato “ossigenazione”, il flusso sanguigno riceve ossigeno. L’ossigeno si lega a una molecola nei globuli rossi chiamata emoglobina. Il sangue appena ossigenato lascia i polmoni attraverso le vene polmonari e torna al cuore. Entra nel cuore attraverso l’atrio sinistro, poi riempie il ventricolo sinistro per essere pompato nella circolazione sistemica.
Problemi derivanti dal malfunzionamento del sistema circolatorio e del cuore
I problemi del sistema cardiovascolare sono comuni; più di 64 milioni di americani hanno qualche tipo di problema al cuore. Ma i problemi cardiovascolari non colpiscono solo le persone anziane: molti problemi del cuore e del sistema circolatorio colpiscono anche i bambini e gli adolescenti.
I problemi cardiaci e circolatori sono raggruppati in due categorie: congeniti, nel senso che il problema era presente alla nascita, e acquisiti, nel senso che i problemi si sono sviluppati durante l’infanzia, l’adolescenza o l’età adulta.
I difetti congeniti. I difetti cardiaci congeniti sono anomalie nella struttura del cuore che sono presenti alla nascita. Circa otto neonati su 1.000 hanno difetti cardiaci congeniti che vanno da lievi a gravi. I difetti cardiaci congeniti si verificano durante lo sviluppo del feto nell’utero e di solito non si sa perché sorgono. Alcuni, ma non la maggior parte dei difetti cardiaci congeniti sono causati da alterazioni genetiche. Ciò che tutti i difetti cardiaci congeniti hanno in comune, tuttavia, è che comportano uno sviluppo anomalo o incompleto del cuore.
Un segno comune di un difetto cardiaco congenito è un soffio cardiaco. Un soffio al cuore è un suono anormale (come un soffio o un fruscio) che viene rilevato ascoltando il cuore. I medici di solito rilevano il soffio cardiaco quando ascoltano il cuore con uno stetoscopio durante un esame di routine. I soffi sono molto comuni nei bambini e possono essere causati da difetti cardiaci congeniti o altri problemi cardiaci.
I seguenti sono difetti cardiaci acquisiti:
Arritmia. Le aritmie cardiache, chiamate anche disritmie, sono anomalie nel ritmo del cuore. Le aritmie possono essere causate da un difetto cardiaco congenito o possono essere acquisite successivamente. Un’aritmia può causare un ritmo cardiaco irregolare, anormalmente veloce o anormalmente lento. Le aritmie possono verificarsi a qualsiasi età e possono essere scoperte durante un esame fisico di routine. A seconda del tipo di disturbo del ritmo che una persona ha, le aritmie sono trattate con farmaci, chirurgia o pacemaker.
Cardiomiopatia. La cardiomiopatia è una malattia cronica che indebolisce il muscolo cardiaco (miocardio). In genere, questa malattia colpisce prima le camere inferiori del cuore, i ventricoli, e poi progredisce fino a danneggiare le cellule muscolari e persino i tessuti che circondano il cuore. Nelle sue manifestazioni più gravi, questa malattia può portare all’arresto cardiaco e persino alla morte. La cardiomiopatia è la principale causa di trapianto di cuore nei bambini.
Malattia arteriosa arteriosa. La condizione cardiaca più comune negli adulti, la malattia coronarica, è causata dall’aterosclerosi. Sulle pareti interne delle arterie coronarie (i vasi sanguigni che alimentano il cuore), si formano depositi di grasso, calcio e cellule morte, chiamati “placche aterosclerotiche”, che interferiscono con il normale flusso sanguigno. Il flusso di sangue al muscolo cardiaco può anche fermarsi se un trombo, o coagulo, si forma in un vaso coronarico, che può portare a un attacco di cuore. In un attacco di cuore (noto anche come infarto del miocardio), il cuore è danneggiato dalla mancanza di ossigeno, e se il flusso di sangue non riprende entro pochi minuti, il danno al muscolo aumenta e la capacità del cuore di pompare il sangue può essere compromessa. Se il coagulo può essere dissolto entro poche ore, il danno al cuore può essere ridotto. Gli attacchi di cuore non sono comuni nei bambini e negli adolescenti.
Colesterolo alto
Iperlipidemia/ipercolesterolemia (colesterolo alto). Il colesterolo è una sostanza cerosa che si trova nelle cellule del corpo, nel sangue e in alcuni alimenti. L’eccesso di colesterolo nel sangue, noto anche come “ipercolesterolemia” o “iperlipidemia”, è uno dei principali fattori di rischio per le malattie cardiache e può portare a un attacco di cuore.
Il colesterolo è trasportato nel sangue dalle lipoproteine. I tipi più importanti di lipoproteine sono le lipoproteine a bassa densità (LDL) e le lipoproteine ad alta densità (HDL). Alti livelli di colesterolo LDL (cattivo) aumentano il rischio di malattie coronariche e ictus, mentre alti livelli di colesterolo HDL (buono) proteggono da questi stessi rischi.
Un esame del sangue può indicare se il colesterolo di una persona è troppo alto. Il livello di colesterolo di un bambino è normale se è compreso tra 170 e 199 mg/dL ed è considerato elevato se è superiore a 200 mg/dL.
Circa il 10% degli adolescenti tra i 12 e i 19 anni ha livelli di colesterolo elevati che li mettono a maggior rischio di malattie cardiovascolari.
Ipertensione (pressione alta). L’ipertensione si verifica quando la pressione sanguigna di una persona è significativamente più alta del normale. Nel tempo, può causare danni al cuore e alle arterie, così come ad altri organi del corpo. I sintomi dell’ipertensione includono mal di testa, sangue dal naso, vertigini e nausea. Neonati, bambini e adolescenti possono avere la pressione alta, che può essere causata da fattori genetici, eccesso di peso, dieta, mancanza di esercizio fisico e malattie cardiache o renali.
Malattia di Kawasaki. La malattia di Kawasaki (conosciuta anche come sindrome dei gangli mucocutanei) colpisce le membrane mucose (il rivestimento della bocca e delle vie respiratorie), la pelle e i gangli (parte del sistema immunitario). La malattia di Kawasaki può anche causare vasculite, che è un’infiammazione dei vasi sanguigni. Questo può colpire tutte le principali arterie del corpo, comprese le arterie coronarie, che forniscono sangue al cuore. Può anche portare all’infiammazione del muscolo cardiaco, una condizione chiamata miocardite. Quando le arterie coronarie si infiammano, un bambino può sviluppare aneurismi, che sono aree indebolite e gonfie nelle pareti delle arterie. Questo aumenta il rischio di formazione di un coagulo di sangue in questa zona indebolita, che può bloccare l’arteria, portando eventualmente a un attacco di cuore. Oltre alle arterie coronarie, il muscolo cardiaco, il rivestimento, le valvole e la membrana esterna che circondano il cuore possono infiammarsi. Possono verificarsi aritmie (cambiamenti nel normale andamento dei battiti cardiaci) o causare un funzionamento anomalo di alcune valvole cardiache. Negli Stati Uniti, la malattia di Kawasaki ha superato la febbre reumatica come causa principale di malattia coronarica acquisita nei bambini.
Malattia cardiaca reumatica. La febbre reumatica, di solito il risultato della gola streptococcica non trattata, può portare a danni permanenti al cuore e persino alla morte. È più comune nei bambini tra i 5 e i 15 anni, e inizia quando gli anticorpi che il corpo produce per combattere l’infezione da streptococco iniziano ad attaccare altre parti del corpo. Gli anticorpi reagiscono ai tessuti delle valvole cardiache come se fossero batteri streptococcici e causano l’allargamento e la cicatrizzazione delle valvole cardiache. Il muscolo cardiaco può anche infiammarsi o indebolirsi. Di solito, quando lo streptococco viene trattato tempestivamente con antibiotici, questa complicazione può essere evitata.
Stroke. Gli ictus si verificano quando l’afflusso di sangue al cervello viene interrotto o quando un vaso sanguigno nel cervello si rompe e versa il sangue in un’area del cervello, causando danni alle cellule cerebrali. I bambini e i neonati che hanno un ictus possono improvvisamente sentirsi deboli o intorpiditi, soprattutto su un lato del corpo, e possono sperimentare un improvviso, forte mal di testa, nausea o vomito, così come difficoltà a vedere, parlare, camminare o muoversi. Durante l’infanzia, gli ictus sono rari.
Fare molto esercizio, mangiare una dieta nutriente, mantenere un peso sano e avere regolari controlli medici sono i modi migliori per aiutare a mantenere un cuore sano ed evitare problemi a lungo termine, come la pressione alta, colesterolo alto e malattie cardiache.
Recensito da: Steven Dowshen, MD
Data di revisione: Maggio 2010